阵列天线通信装置

摘要

本发明提供一种采用多个天线来控制收发天线方向图的通信装置。在采用RLS算法对双向矢量调制器的加权矢量进行运算的场合下，缩短RLS算法的收敛时间。在每个天线(单位天线)12中设置收发所共用的双向矢量调制器22以及不被共用的非共用电路部24。有关非共用电路部24，按照发送系统和接收系统进行调整，使相位特性·振幅特性成为在天线间确定的常数倍。自适应处理部30采用下述加权矢量对双向矢量调制器22进行控制，该加权矢量是由对以往RLS算法的一部分进行改进后的修正RLS算法计算出的。通过采用修正RLS算法，与以往的RLS算法相比可以减少至满足指定收敛条件的运算次数。

主权项

1.一种阵列天线通信装置，采用含有多个单位天线的自适应阵列天线，其特征为：具备RF发送系统电路，设置于上述每个单位天线中，并且至少包含发送功率放大器；RF接收系统电路，在上述每个单位天线中与上述RF发送系统电路并联设置，并且至少包含低噪声放大器；双向矢量调制器，在单位天线的另一侧与上述RF发送系统电路及RF接收系统电路共同连接；分配合成部，与多个双向矢量调制器连接；收发部(TRX)，与上述分配合成部连接；自适应处理部，控制上述双向矢量调制器，并将多个单位天线用作自适应阵列天线使用；接收部(RX)，设置于上述各个RF接收系统电路的和上述自适应处理部之间，对于与各单位天线对应的上述RF发送系统电路及RF接收系统电路，使信号经过与各单位天线对应的上述RF发送系统电路及RF接收系统电路时的振幅变化量相互之差和相位旋转量相互之差在各单位天线间大致相等，自适应处理部根据满足指定收敛条件的复数加权矢量W(m+1)，对上述双向矢量调制器进行控制，该指定收敛条件是采用按照下述的公式(11)～(15)的修正RLS算法计算出的，W(m+1)＝W(m)+γ′{κR′_xx^-1(m)X(m+1)}e*(m+1)                                  ···(11)e(m+1)＝r(m+1)-W^H(m)X(m+1)        ···(12)${\gamma }^{\prime }=\frac{1}{\alpha +X^H(m+1)\left\{\kappa {{R^{\prime }}_{\mathrm{xx}}}^{-1}\left(m\right)X(m+1)\right\}}---\left(13\right)$R′_xx^-1(0)＝δ^-1I(其中m＝0时)     ···(14)${{R^{\prime }}_{\mathrm{xx}}}^{-1}\left(m\right)$$=\frac{1}{\alpha }{{R^{\prime }}_{\mathrm{xx}}}^{-1}(m-1)\frac{\left\{\kappa {{R^{\prime }}_{\mathrm{xx}}}^{-1}(m-1)X\left(m\right)\right\}\left\{\kappa X^H\left(m\right){{R^{\prime }}_{\mathrm{xx}}}^{-1}(m-1)\right\}}{{\alpha }^2+\alpha X^H\left(m\right)\left\{\kappa {{R^{\prime }}_{\mathrm{xx}}}^{-1}(m-1)X\left(m\right)\right\}}$(其中m＝1，2，3…时)              ···(15)这里、W(m)＝R_xx^-1(m)r_xr(m)$R_{\mathrm{xx}}\left(m\right)=\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}{\alpha }^{m-i}X\left(i\right)X^H\left(i\right)$$r_{\mathrm{xr}}\left(m\right)=\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}{\alpha }^{m-i}X\left(i\right)r^{*}\left(i\right)$X(i)：复数输入矢量，r(i)：参照信号，i：与取样时间对应的正整数，H：复共轭转置，*：复共轭，α：满足0＜α≤1的实数，κ：满足0＜κ＜1的实数，δ：正的常数，I：单位行列，m：表示收敛运算阶跃的参数。